複習思考題
1 材料加工方法的型別、材料加工的基本要素和流程。
材料加工的型別：
可分為：
（1）冷加工：車，銑，刨，鑽，磨。
（2）熱加工：a)鑄：凝固（液態）成形；
b)鍛：塑性成形；
c)焊：連線成形；
d)熱處理，表面成形，粉末冶金加工。
也可分為：成形加工 、切除加工 、表面成形加工 、熱處理加工
材料加工的基本要素為：材料、能量、資訊
材料加工的基本流程有材料流程、能量流程、資訊流程。
其中材料流程系統可以分為三種重要型別：直通流程、發散流程、匯合流程
2 凝固轉化過程中，材料會有哪些變化？
巨集觀變化為：體積改變、外形改變、產生凝固潛熱
微觀變化為：熵值改變、結構改變、發生溶質再分配
3 凝固成形的基本問題和發展概況有那些？
基本問題：
液態金屬的獲得（金屬熔煉）；
凝固組織的形成與控制；
鑄造缺陷的防止與控制；
鑄件尺寸精度與表面粗糙度的控制。
發展概況：
（1）凝固理論的發展；
（2）凝固技術的發展；
（3）計算機的應用及發展。
4 用於判斷自發過程能否進行的判據有哪二個，其使用條件是什麼？
自由能最低原理：δat,v≤0
等溫等容條件下，體系的自由能永不增大；自發過程的方向力圖減小體系的自由能，平衡的標誌是體系的自由能為極小。
自由焓判據：δgt,p≤0
等溫等壓條件下，乙個只做體積功的體系，自由能永不增大（或）；自發過程的方向是使體系的自由能降低，當自由能降到極小值時，體系達到平衡。
5 凝固的本質驅動力是什麼？
固-液相的自由能差△g。
6 自發形核對液相中的能量起伏有何要求？
液相原子在凝固驅動力的作用下，從高自由能的液態結構轉變為低自由能的固態晶體結構過程中，必須越過乙個能壘才能使凝固過程得以實現，而能壘的獲得，是通過液態內部的能量起伏實現的。
自發形核的臨界形核功δg*自等於臨界晶核介面能的1/3 ，此即晶核體積自由能減小只能抵消表面能的2/3，剩下的1/3必須通過液相中的能量起伏提供。當過冷度達到熔點20％左右時，才能實現自發形核。
7 非自發形核的臨界形核功為何與自發形核的臨界形核功不同，二者在形核時對過冷度的要求一樣嗎？
非自發形核時在液體中存在固相基底，依附現有基底，可以大大降低臨界形核功。非自發形核的臨界晶核半徑r*與自發形核的臨界晶核半徑相等，但非自發形核的臨界晶核原子數n*非要少，因為一般來說0＜θ＜180，0＜f﹙θ﹚＜1。非自發形核的臨界形核功δg*非比自發形核的臨界形核功δg*自亦多了乙個係數f﹙θ﹚，故δg*非一般也小於δg*自。
非自發形核比自發形核需要小得多的過冷度，自發形核時，需要δt*自≈0.2tm
而非自發形核時的過冷度為0.02tm
8 對形核劑有何要求？
（1）失配度小；
（2）粗糙度大；
（3）分散性好；
（4）高溫穩定性好。
9 何謂連續長大和側面長大，連續長大產生於何種材料？側面長大產生於何種材料？
「連續長大」 的含義是只要原子沉積**不成問題，長大過程可以連續不斷地進行 。其生長方向為介面的法線方向，即垂直於介面生長。
「側面生長」 的長大過程是非連續性的。只有在介面上出現台階後，從液相擴散來的原子沉積在台階邊緣，依靠台階向側面長大。
台階形成的方式有三種：a)形成二維晶核；b)螺型位錯；c)孿晶面 。
晶體生長方式決定固液介面結構，一般金屬為粗糙介面，對應於連續長大；而非金屬為光滑介面對應於側面長大。
10、什麼是溶質再分配？溶質再分配與熱裂、成分過冷、晶體形貌及偏析間的關係是怎樣的？p37
答：由於結晶介面的溶質分凝，以及固相和液相中的溶質擴散造成的晶體中成分的非均勻分布現象叫做溶質再分配。
由於溶質再分配使得凝固過程中產生液膜，液膜在應力作用下會產生熱裂紋。
由溶質再分配導致介面前沿平衡凝固溫度發生變化而引起的過冷為成分過冷。成份過冷的大小和成分過冷區的寬，窄取決於介面前沿的溫度梯度和介面前沿液相一側溶質濃度分布而引起的凝固溫度變化的綜合作用。
合金的結晶長大的形態主要與傳熱（tk）及傳質（成分過冷）有關：而當合金的原始成分一定時，隨著gl/r（ｒ：固液介面推進速度，gl為介面前沿液相的實際溫度梯度）的減小，晶體形態將由平面晶向著胞狀晶、胞狀樹枝晶、柱狀樹枝晶，和等軸樹枝晶的方向轉變。
金屬凝固過程中發生化學成分不均勻的現象稱為偏析。
11、偏析對鑄件組織的效能有何影響？常見的偏析形式有哪幾種？
答：常見的偏析形式包含兩大類：微觀偏析和巨集觀偏析。其中微觀偏析可分為晶內偏析和晶界偏析。巨集觀偏析包括正常偏析、逆偏析和密度偏析。
微觀偏析對鑄件機械效能的影響是明顯的，由於成分上的不均勻造成組織上的差別，導致衝擊韌性和塑性下降，增加鑄件的熱裂傾向性，有時還使鑄件難以加工。
巨集觀偏析使鑄件各部分的機械效能和物理效能產生很大差異，影響鑄件的使用壽命和工作效果。
12、共晶結晶的方式有哪幾種？共生生長的基本條件是什麼？舉例說明什麼是離異生長。
答：共晶結晶的方式可分為共生生長和離異生長兩種。
共生生長的基本條件：（1）兩相生長能力要接近，且後析出的相要容易在先析出相上形核與長大；（2）a、b兩組元在介面前沿的橫向傳輸能保證兩相等速生長的需要。
有的共晶合金兩相生長時，並沒有共同的生長介面，而是兩相分離，並以不同的生長速率進行凝固，這就是所謂的離異生長方式。例如，當領先相為高熔點的元素，此時領先相形成球團形態，金屬相只能圍繞其表面生長，形成「暈圈」型離異共晶。如果領先相的固—液介面是各向異性的，第二相只能將其慢生長麵包圍住，而其快生長面仍能突破暈圈的包圍並與熔體相接觸，則暈圈是不完整的。
灰鑄鐵中的片狀石墨與奧氏體的共生生長則屬此類。
如果領先相的固—液介面全部是慢生長面，從而能被快速生長的第二相暈圈所封閉時，則兩相與熔體之間就沒有共同的生長介面，而只有形成暈圈的第二相與熔體相接觸，所以原先的領先相只能依靠原子通過暈圈的擴散進行，最後形成領先相呈球團狀結構的離異共晶組織。如球墨鑄鐵。
13、何謂逐層凝固及糊狀凝固，實際鑄造生產中，是否有完全的逐層凝固和糊狀凝固？逐層凝固受哪些因素影響？
答：砂型鑄造時，固-液相線的間距很寬，在很長一段凝固時間內，固液共存的兩相凝固區幾乎貫穿於整個鑄造件斷面，這種凝固方式被稱為糊狀凝固；而金屬型鑄造時，固-液相線間距很窄，凝固的自始至終，僅有很薄的一層的兩相共存凝固區，凝固殼由表面向中心逐漸加厚，這種凝固方式就是逐層凝固。
一般逐層凝固與糊狀凝固之間並無明顯的界限，因此實際鑄造生產中沒有完全的逐層凝固和糊狀凝固。
影響逐層凝固的因素有：鑄型、合金凝固的溫度範圍大小、合金熱導率及合金本身的凝固溫度。
14、充型能力受哪些因素影響？
答：金屬性質方面是內因包括金屬的種類、成分、結晶特徵及其它物理效能（比熱容、密度、熱導率)；
鑄型性質方面鑄型的阻力影響金屬液的充型速度；鑄型與金屬的熱交換強度影響金屬液保持流動的時間( 鑄型的蓄熱係數b2 、鑄型的溫度)。
澆注條件澆注溫度、液態金屬的靜壓頭、澆注系統結構複雜程度、外力場（壓力、真空、離心、振動）等；
鑄件結構方面鑄件模數即鑄件折算厚度r（r=鑄件體積/ 鑄件散熱面積）；
15、鑄件凝固方式有哪幾種？各有何利弊？
答：鑄件凝固方式有逐層凝固，糊狀凝固、中間凝固。
逐層凝固時凝固液相補縮容易，但容易造成鑄造開裂，出現裂紋；
糊狀凝固時液相流動性下降，不利於補縮，易出現澆不足。
16、生產中如何控制鑄件的巨集觀組織（至少舉出5種方法）？
答：（1）適當降低澆注溫度--- 一方面可以防止柱狀晶生長和晶粒粗化；另一方面又可以使游離晶粒在過熱較小的液相中保留下來。
（2）合理運用鑄型對液態合金的強烈激冷作用
（3）孕育處理---孕育處理是向液態合金中新增少量物質，以達到細化晶粒、改善組織的一種常用方法。
（4）動態晶粒細化---在合金凝固初期，直接對合金液施以振動、攪拌或旋轉，都可以在液相中產生大量的游離晶體，細化等軸晶。
（5）快速冷卻
17、焊縫凝固有何特點？
答：（1）外延生長
熔池中液態金屬開始凝固時熔池邊界未熔的母材晶粒可以作為自發形核的現成基底，從而可以在很小的過冷度下，依附於母材晶粒逆著熱流方向生長，形成方向性很強的柱狀晶。
（2）彎曲柱狀晶
（3）凝固介面生長形式多樣性
焊接熔池中的溫度梯度與凝固速度比值g/r，在不同的凝固階段是不同的，其凝固生長介面亦可以從平介面生長過渡到樹枝晶生長的形式。
18、什麼是焊接熱迴圈？什麼是焊接接頭？為什麼說熔合區和過熱區是接頭中最差的區域？
答：在焊接熱源的作用下，焊件上某一點的溫度隨時間的變化過程稱為焊接熱迴圈。焊接接頭，指兩個或兩個以上零件要用焊接組合的接點。
或指兩個或兩個以上零件用焊接方法連線的接頭，包括焊縫、熔合區和熱影響區。
熔合區化學成分不均勻，組織粗大，往往是粗大的過熱組織或粗大的淬硬組織，其效能常常是焊接接頭中最差的；過熱區是最高加熱溫度1100℃以上的區域，晶粒粗大，甚至產生過熱組織，過熱區的塑性和韌性明顯下降，是熱影響區中機械效能最差的部位。所以說熔合區和過熱區是焊接接頭中最差的區域。
19 各種鑄造方法的特點與應用。
（請同時參考課本p165的圖表）
1）砂型鑄造在所有的凝固成形技術中是應用面最廣的一種凝固成形方法。它幾乎適用於所有不同大小、結構的零部件生產。
對於小批量多品種生產來說，砂型鑄造仍不失其可取性。
砂型鑄造從鑄型的製造方法來分，有手工造型及機器造型兩大類。手工造型以其組織生產靈活，裝置投資低、對零件結構無特殊的工藝要求等優點而廣泛用於大量的中、小型鑄造工廠，對於大型鑄件，或單件、小批量的鑄件生產，手工造型更是首選的鑄型製造方法。
機器造型適合大型鑄造工廠的連續化大批量生產，在現代化的規模生產中起著非常重要的作用，且生產的鑄件質量較手工造型穩定。
從凝固的角度出發，壁厚較大的鑄件，其內部晶粒較粗大，易於產生組織及成分的偏析等，降低了材料的力學效能及效能的均一性。
2）金屬型鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度低；
金屬型鑄件的機械效能比砂型鑄件高；
鑄件的工藝收得率高、液態金屬消耗少；
節約造型材料；
鑄型的製造成本高；金屬型不能透氣，無退讓性，易產生白口的鑄件；
鑄造工藝要求嚴格。
應用範圍：金屬型鑄造主要用於鋁、銅、鎂等有色合金鑄件的大批量生產，也少量用於一些鑄鐵件的生產。
3）壓力鑄造的特點
（１）鑄件尺寸精度高，一般不需要機械加工；
《工程材料與成形技術基礎》複習思考題
11 鐵碳合金中，隨著碳質量百分數的增加，硬度增大，塑性 12 根據使用效能確定淬火後零件的回火溫度，t12銼刀採用溫回火，60鋼彈簧採用溫回火，45鋼車床主軸採用溫回火。13 選材通常須遵循的四個原則是 14 焊條芯的作用是和 15 根據晶體晶胞中原子排列的規律，晶格的基本型別有許多種，在金屬材料...
材料工程基礎複習思考題
第一章緒論 1 材料科學與材料工程研究的物件有何異同？2 為什麼材料是人類賴以生存和發展的物質基礎？3 為什麼材料是科學技術進步的先導？4 材料的製備技術或方法主要有哪些？5 材料的加工技術主要包括哪些內容？6 進行材料設計時應考慮哪些因素？7 在材料選擇和應用時，應考慮哪些因素？8 簡述金屬 陶瓷...
複習思考題
1.國際 商品結構 2.轉口 3.里昂惕夫之謎 4.戰略性 政策 5.最惠國待遇 6.普遍優惠制 7.畢業條款 8.關稅配額 9.自動 出口限制 10.技術性 壁壘 11.出口補貼 12.出口信貸國家擔保制 13.關稅結構 14.自由 區 15.創造 1.h o定理的主要內容。2.李斯特幼稚工業保護...